Марки жаропрочной нержавеющей стали
Марки жаропрочных сталей и вся информация о них
Различные марки жаропрочных и жаростойких сталей и сплавов признаются лучшим материалом для изготовления конструкций, функционирующих в особо сложных и агрессивных средах.
1 Жаростойкие сплавы и стали – что это?
Окалиностойкость, иначе называемая жаростойкостью, представляет собой способность тех или иных сплавов либо металлов противостоять на протяжении длительного времени при повышенных температурах газовой коррозии. А под жаропрочностью понимают способность металлических материалов не поддаваться разрушению и пластической деформации при высоких температурных режимах работы.
Ненагруженные конструкции, которые применяются при температурах в районе +550 °С в газовой окислительной атмосфере, обычно изготавливаются из жаростойких металлов. К указанным изделиям часто относят элементы нагревательных печей. Сплавы на базе железа при температурах выше указанных 550 градусов склонны к активному окислению, в результате коего на их поверхности формируется оксид феррума. Это соединение характеризуется элементарной кристаллической решеткой с недостатком атомов кислорода, что приводит к появлению окалины хрупкого типа.
Увеличить жаростойкость стали удается тогда, когда в нее вводят такие элементы, как кремний, хром, алюминий.
Они способны создавать с кислородом совершенно другие решетки – с очень плотным и надежным строением. Уровень легированности композиции (количество требуемых добавок) подбирают с учетом температуры, при которой планируется применять изделие, изготовленные из него.
Максимальная жаростойкость присуща материалам на базе никеля (сильхромам). К таковым, в частности, относят следующие марки стали:
- 36Х18Н25С2;
- 15Х25Т;
- 08Х17Т;
- 15Х6СЮ.
Вообще, жаростойкость сталей будет тем выше, чем больше в них имеется хрома. Некоторые марки стальных композиций способны без ухудшения своих начальных свойств работать даже при температурах в районе 1150 °С.
2 Жаропрочные сплавы и стали – что они собой представляют?
Марки таких сталей идеальны для производства изделий, функционирующих в условиях, когда присутствует явление ползучести и, естественно, повышенные температуры. Ползучестью называют склонность металла к медленной деформации (пластической) при неизменной температуре под влиянием постоянной нагрузки.
Жаропрочность сплавов зависит от вида имеющейся ползучести, которая может быть:
- длительной;
- кратковременной.
Последняя устанавливается в ходе специально проводимых анализов на растяжение изделий. Обследования осуществляются в течение непродолжительного времени при заранее заданной температуре в нагревательной печи.
А длительная ползучесть определяется, как вы сами понимаете, на протяжении большего времени воздействия на сталь. И в данном случае главное значение имеет величина предела ползучести – наибольшее напряжение, вызывающее разрушение испытуемого изделия при конкретном времени воздействия и температуре.
3 Марки жаростойких и жаропрочных сталей – классификация и описание
По состоянию своей структуры такие сплавы бывают:
- мартенситно-ферритными;
- перлитными;
- аустенитными;
- мартенситными.
А жаростойкие сплавы дополнительно подразделяются еще на:
- аустенитно-ферритные или мартенситные;
- ферритные.
Известны следующие марки мартенситных сталей:
- 3Х13Н7С2 и 4Х9С2 (используются при температурах 850–950° в клапанах автодвигателей);
- Х5М, 1Х12H2ВМФ, 1Х8ВФ, Х6СМ, Х5ВФ (применяются для производства узлов и разнообразных деталей, работающих в течение 1000–10000 часов при температурах от 500 до 600°);
- Х5 (из них делают трубы для использования при температурах не более 650°);
- 1Х8ВФ (применяются для изготовления компонентов паровых турбин, функционируют без потери свойств в течение 10000 часов и более при температуре до 500°).
Мартенситные сплавы получаются из перлитных при повышении в последних количества хрома. Непосредственно к перлитным относят следующие жаростойкие и жаропрочные стали: Х13Н7С2, Х7СМ, Х9С2, Х10С2М, Х6СМ, Х6С (то есть все виды хромомолибденовых и хромокремнистых составов). Их закаливают при температурах 950–1100 градусов, а затем (при 8100 градусах) выполняют отпуск стали, что позволяет получить твердые материалы (по шкале HRC – не менее 25 единиц) со структурой сорбита.
Жаростойкие ферритные стали имеют мелкозернистую структуру после их отжига и термообработки. В таких композициях присутствует от 25 до 33 процентов хрома. Используются они для пиролизного оборудования и теплообменников. К ферритным сталям относят далее указанные марки: Х28, Х18СЮ, Х17, Х25Т, 0Х17Т, 1Х12СЮ. Отметим, что их нельзя нагревать более 850 градусов, так как в этом случае изделия станут хрупкими за счет своей крупнозернистой структуры.
Мартенситно-ферритные сплавы хорошо зарекомендовали себя при производстве машиностроительных деталей, которые планируется использовать при 600° на протяжении существенного времени. Такие жаропрочные стали (1Х13, 1Х12В2МФ, 1Х12ВНМФ, Х6СЮ, 2Х12ВМБФР, 1Х11МФ) легируются молибденом, вольфрамом, ванадием, а хрома в них, как правило, содержится от 10 до 14 процентов.
4 Аустенитно-ферритные и аустенитные жаростойкие сплавы
Наибольшей востребованностью пользуются аустенитные стали, структура коих обеспечивается наличием никеля, а жаростойкость – наличием хрома. В подобных композициях иногда встречаются незначительные включения ниобия и титана, углерода в них очень мало. Аустенитные марки при температурах до 1000° успешно противостоят процессу появления окалины и при этом относятся к группе антикоррозионных сталей.
Сейчас чаще всего предприятия используют описываемые материалы, относимые к дисперсионно-твердеющей категории. Их делят на два вида в зависимости от варианта применяемого упрочнителя – интерметаллического либо карбидного. Именно процедура упрочнения придает аустенитным сталям особые свойства, так востребованные промышленностью. Известные сплавы данной группы:
- дисперсионно-твердеющие: 0Х14Н28В3Т3ЮР, Х12Н20Т3Р, 4Х12Н8Г8МФБ, 4Х14Н14В2М (оптимальны для изготовления клапанов двигателей транспортных средств и деталей турбин);
- гомогенные: 1Х14Н16Б, Х25Н20C2, Х23Н18, Х18Н10T, Х25Н16Г7АР, Х18Н12T, 1Х14Н18В2Б (указанные марки находят свое применение в сфере выпуска арматуры и труб, работающих при больших нагрузках, элементов выхлопных систем, агрегатов сверхвысокого давления).
Аустенитно-ферритные сплавы имеют очень высокую жаропрочность, которая намного больше обычных высокохромистых материалов. Достигается это за счет уникальной стабильности их строения. Такие марки стали нельзя применять для производства нагруженных компонентов из-за их повышенной хрупкости. Зато они прекрасно подходят для изготовления изделий, функционирующих при температурах близких к 1150 °С:
- пирометрических трубок (марка – Х23Н13);
- печных конвейеров, труб, емкостей для цементации (Х20Н14С2 и 0Х20Н14С2).
5 Тугоплавкие сплавы и металлы
В тех случаях, когда требуется изготовить детали, которые смогут применяться при температурах от 1000 до 2000 градусов, используются стали на основе тугоплавким металлов. К ним относят элементы, характеризуемые следующими температурами плавления (в градусах):
- 3410 – вольфрам;
- около 3000 – тантал;
- 2415 – ниобий;
- 1900 – ванадий;
- 1855 – цирконий;
- 3180 – рений;
- около 2600 – молибден;
- почти 2000 – гафний.
Данные металлы деформируются (пластически) при нагреве, что обусловлено высокой температурой их изменения в хрупкое состояние. При нагреве до величин рекристаллизации формируется волокнистая структура тугоплавких металлов и наклеп. Показатель жаропрочности таких материалов обычно увеличивают привнесением специальных добавок. А их защита при температурах более 1000 градусов от окисления обычно выполняется легированием с использованием молибдена, тантала, титана и других элементов.
Часто используются тугоплавкие сплавы с такими составами:
- 30 % рения + вольфрам;
- 40 % ниобия + 60 % ванадия;
- 48 % железа + 1 % циркония + 5 % молибдена + 15 % ниобия;
- 10 % вольфрама + тантал.
6 Особенности сталей на основе никеля и системы железо-никель
Указанные сплавы, жаростойкость и жаропрочность которых очень высока, имеют в своем составе свыше 55 % никеля и более 65 % комплекса никель + железо. Базовым элементом в обоих видах композиций при этом является хром (его содержится от 14 до 23 %).
Более высокие показатели стойкости и прочности при повышенных температурах демонстрируют стали на основе никеля: ХН60В, ХН75МБТЮ, ХН60Ю, ХН78Т (жаропрочные) и ХН77ТЮ, ХН70МВТЮБ, ХН70ВМЮ, ХН70, ХН67ВМТЮ (жаростойкие). Обусловлен сей факт процессом формирования на их поверхности при высоких температурах оксидной алюминиевой и хромовой пленки, а также (в твердых растворах) – соединений алюминия и никеля, титана и никеля.
В никелевых сплавах из-за несущественного содержания в них углерода никогда не появляются карбиды. А их упрочнение – это последствие твердения, характеризуемого дисперсной природой, после выполнения термообработки. Под такой обработкой понимают:
- создание твердой однородной композиции никеля и легирующих добавок;
- следующее за этим старение металла (температура процесса – около 750 градусов, иногда — 800).
В процессе распада твердого пересыщенного состава формируются металлические упрочняющие компоненты, которые существенно увеличивают показатель жаропрочности стали и ее сопротивляемость деформациям.
Назначение и марки сталей с никелем, с никелем и железом:
- составляющие газовых конструкций – ХН35ВМТЮ;
- элементы турбин – ХН35ВТР;
- диски и лопатки компрессоров – ХН35ВТЮ;
- роторы турбин – ХН35ВТ, ХН35ВМТ.
Где применяют и как делают нержавеющую сталь
Большой рывок в развитии металлургической промышленности сделали разработка и получение нержавейки. Нержавеющая сталь имеет высокий уровень антикоррозионной защиты. Легирующие элементы, входящие в состав, образуют поверхностную оксидную пленку, защищающую материал от воздействия агрессивных сред.
Сырьем для производства является чугун или отработанный металлопрокат. В полученный из него расплав добавляются хром, титан, молибден, никель. Содержание хрома в антикоррозионной стали от 10,5%. Сплав содержит также углерод, придающий материалу необходимую твердость и прочность. Количество данного вещества не должно превышать 1,2%.
Классификация
В металлургической промышленности различают более двухсот видов легированных сплавов. Они отличаются присутствием в составе разного количества дополнительных химических элементов.
Существует четыре основных типа нержавейки.
- Ферритные. Это малоуглеродистые сплавы, содержащие более 20% хрома, менее 0,15% углерода. Они имеют объемную кристаллическую структуру. Прочные, пластичные. Сталь данного вида обладает магнитными свойствами.
- Аустенитные. Коррозионностойкие сплавы, имеющие в составе 18% хрома, от 8 до 9% никеля. Они сохраняют пластичность в холодном и горячем состоянии, хорошо поддаются сварке, обладают высокой прочностью. Существуют нестабилизированные и стабилизированные марки. Для последних сортов характерно присутствие титана и ниобия.
- Мартенситные. Стали данного вида содержат 17% хрома, 0,05% углерода. Металлы пластичны, обладают упругостью, не вступают в реакцию с агрессивными средами. Они не подвержены воздействию высоких температур, считаются износостойким материалом.
- Комбинированные. Существуют аустенитно-ферритные и аустенитно-мартенситные стали. Разработка и производство таких сплавов проводится под требования заказчика.
Маркировка нержавеющей стали
В России легирующие сплавы производятся в соответствии ГОСТ 5632-2014. Маркировка — сочетание цифр и буквенного обозначения. Число, стоящее в начале, говорит о содержании углерода в сплаве. Цифры, расположенные после букв, указывают среднюю массовую долю легирующего элемента, который указывается в виде букв русского алфавита.
Состав зарубежных марок нормируется стандартами, существующими в стране производителя. В Российской Федерации популярны стали AISI, получившие название от американского научно-исследовательского института «The American Iron and Steel Institute». Первая цифра указывает на тип сплава, две последующих говорят о порядковом номере во всей группе данного класса. Сниженное количество углерода в системе AISI обозначается дополнительной буквой L.
Таблица соответствия популярных зарубежных марок с российскими аналогами
Марка стали | ГОСТ 5632-2014 | AISI |
Ферритная | 08Х13; 12Х13; 12Х17 | 409; 410; 430 |
Аустенитная | 12Х18Н10Т; 08Х18Н10; 08Х17Н13М2 | 321; 304; 316 |
Мартенситная | 20Х13; 30Х13; 40 Х13 | 420 |
Достоинства нержавеющих сталей
С развитием экономического и научно-технического прогресса растут требования к качеству материалов, используемых в областях народного хозяйства.
Преимущества легированных металлов:
- Высокий уровень антикоррозионных свойств.
- Соответствие нормам, предусмотренным правилами пожарной безопасности.
- Надежность, долгий срок службы без изменения технических характеристик.
- Идеально сочетание с любыми строительными материалами.
- Многообразие поверхностей: шлифованная, полированная, матовая, декоративная.
- Широкий выбор металлопрокатной продукции.
- Простота в обработке, формовании, сборке деталей, выполненных из данного вида стали.
- Большой ассортимент марок, обладающих уникальными свойствами.
- Экологическая безопасность, гигиена.
Применение
Перечисленные преимущества способствуют удержанию лидирующих позиций на рынке металлопроката. Антикоррозионные сплавы являются незаменимым материалом в тяжелом машиностроении, энергетической, нефтегазовой и сельскохозяйственной сферах.
Материал востребован в следующих областях народного хозяйства:
- Строительство, архитектура;
- производство оборудования, инструментов медицинского назначения;
- целлюлозно-бумажное производство;
- пищевая промышленность;
- транспортное машиностроение;
- химическая промышленность;
- электроэнергетика и электроника;
- производство бытовой техники и предметов домашнего хозяйства.
Декоративные качества нержавеющих металлов и высокий уровень антикоррозионных свойств дают возможность использовать изготовленные из них детали и элементы для фасадов, рекламных установок, витрин, фонтанов. Из легированного материала изготавливают перила, двери, лестницы, лифты.
Жаропрочная нержавеющая сталь
К категории жаропрочных материалов относятся сплавы, способные под воздействием температур свыше 550º С сохранять свою структуру и не менять качественных характеристик. Химический состав и маркировка данного вида регламентирует ГОСТ 5632 — 2014. По способу производства такая нержавейка бывает литейной и деформируемой.
Металлы различаются по способности выдерживать определенные нагрузки при высоких температурах. В соответствии с этими показателями выделяют три вида нержавейки.
- Теплоустойчивая нержавеющая сталь. Не поддается коррозии при 600°С.
- Жаростойкая. Проявляет инертность к агрессивным средам при температурах свыше 550°С.
- Жаропрочная. Противостоит механическим нагрузкам при 400 — 850°С.
По составу материалы с повышенной жаропрочностью бывают:
- Мартенситные. Марки, произведенные с применением перлитных добавок. Смесь металлов подвергается закалке при 950 — 1100 ºС. Полученные сплавы содержат более 0,15 % углерода, 11-17 % хрома и небольшое количество никеля, вольфрама, молибдена, ванадия. Они не вступают в реакцию со щелочами и кислотами. Продолжительное нахождение во влажной среде не отражается на их технических характеристиках.
- Аустенитные. Стали имеют гомогенную или гетерогенную структуру. В гомогенном составе, не подвергаемом закалке, содержится повышенное количество углерода и максимум легирующих элементов: Ni, Сг, Мп, Mo, V, Nb. Такие сплавы устойчивы к температурам до 500°С. К данному классу относятся: 06Х14Н6Б, 08Х18Н12Т, 20Х23Н18, 07XI6H9M2. Гетерогенные марки в процессе производства проходят закалку и старение. Это необходимо для образования карбидных, карбидно-нитридных и интерметаллидных соединений. Они упрочняют границы матрицы и придают необходимую жаростойкость сплаву при температурах от 700 до 750°С. Представителями данного вида являются стали: 08Х17Н13М2Т, 20Х25Н20С2, 45Х14Н14В2М.
- Никелевые и кобальтовые. Это одни из лучших жаропрочных материалов, способных сохранять в неизменном виде все технические параметры при температурных режимах до 900°С. Эти марки делятся на гомогенные и гетерогенные сплавы. К ним относятся: ХН77ТЮ, ХН55ВМТФКЮ, ХН70МВТЮБ.
Применение жаропрочных сталей
Легированные металлы, устойчивые к высоким термическим нагрузкам, используются для производства труб, изготовления деталей, составных частей машин, агрегатов, промышленного оборудования. В этот список входят:
- детали термических печей;
- детали конвейерных лент транспортеров печей;
- установки для термообработки;
- камеры сжигания топлива;
- моторы, газовые турбины;
- аппараты для конверсии метана;
- печные экраны;
- выхлопные системы; нагревательные элементы.
Жаропрочный нержавеющий металл – лучший материал для производства деталей и механизмов, эксплуатация которых будет проходить в агрессивных средах, при повышенных температурах.
Таблица соответствия зарубежных и российских марок
Класс стали | AISI | ГОСТ 5632-2014 |
Аустенитные | 303 | 12Х18Н9 |
Полированная нержавеющая сталь
Данный вид нержавейки представляет собой материал с абсолютно гладкой поверхностью и высоким отражающим эффектом. Технологический процесс ее производства отличается от остальных видов нержавейки способом обработки поверхности. Она проводится на специальном оборудовании с использованием контрольно-измерительных приборов.
Этапы шлифовки листового проката.
- Обработка абразивными материалами с помощью специальной ленты.
- Шлифование мелкозернистыми шкурками или щетками.
- Финишная отделка шлифовальными кругами до зеркального состояния.
Сферы применения полированного нержавеющего металлопроката:
- Трубы со шлифованной поверхностью используются для транспортировки нефти, газа, жидких пищевых продуктов и спирта.
- Полированный металлопрокат востребован у дизайнеров. Он позволяет создавать креативные архитектурные проекты.
- Материал широко используется для изготовления бытовой техники, медицинского оборудования и инструмента, приборов для пищевой промышленности.
Полированные легированные металлы применяют во всех областях народного хозяйства, где требуется абсолютно гладкий и прочный материал, отвечающий нормам экологической безопасности.
Пищевая нержавеющая сталь
Данный вид металлопроката относится к шлифованным и отличается от остальных сортов особым способом обработки его поверхности. Финишный слой материала пищевого назначения шлифуется до появления блеска. Данный вид нержавейки экологически безопасен, не вступает в реакцию с кислотами, щелочами, моющими средствами.
Популярные марки и их применение:
- 08Х18Н10 – широко используется для выпуска пищевого оборудования.
- 08Х13 – металл, подходящий для изготовления кухонной посуды, столовых принадлежностей.
- 20Х13, 40Х13 – идеальный материал для производства моек и емкостей, в которых проводят тепловую и гигиеническую обработку продуктов. Его используют для выпуска оборудования, предназначенного для производства вина, спирта, продуктов питания.
- 08Х17 – востребованный материал для посуды, подвергающейся воздействию высоких температур.
Оптимальное количество легирующих элементов, входящих в состав нержавейки, образует защитную пленку на поверхности металла. Использование данного вида стали необходимо для производства изделий, которые подвергаются долгому воздействию паров воды, нагреванию и кипячению жидких пищевых продуктов. Благодаря свойствам пищевой стали при приготовлении еды не происходит химического взаимодействия между продуктами и емкостью, в которой они находятся.
Заключение
Развитие научно-технического прогресса и появление современных синтетических материалов не оказали влияние на востребованность нержавеющей стали. Залогом ее популярности являются уникальные свойства. Повышенная стойкость к коррозии и высоким температурным нагрузкам, надежность, сохранение технических характеристик в процессе длительной эксплуатации, соответствие нормам экологической безопасности.
Используемая литература и источники:
- Л. Н. Паль-Валь, Ю. А. Семеренко, П. П. Паль-Валь, Л. В. Скибина, Г. Н. Грикуров. Исследование акустических и резистивных свойств перспективных хромо-марганцевых аустенитных сталей в области температур 5—300 К
- Скороходов В. Н., Одесский П. Д., Рудченко А. В. «Строительная сталь»
- The Discovery of Stainless Steel(англ.). British Stainless Steel Association
- Статья на Википедии
Жаропрочная нержавеющая сталь
Компания «МПСтар» реализует жаропрочные листы, трубы, прутки и другой металлопрокат из нержавеющей стали по минимальным ценам в ассортименте. При необходимости осуществляем продажу кусками/заготовками. Также мы оказываем сопутствующие услуги по металлообработке, упаковке, хранению и доставке товара в различные регионы России.
Обеспечим Вам комфортный сервис полного цикла. Гибкая система скидок. Свой автопарк — бесплатная доставка по Москве в течение 1 дня. Доставка в регионы за 2-3 суток (бесплатная доставка до терминала транспортной компании).
Характеристики и химический состав
Жаропрочная сталь не боится воздействия различных химических веществ и не изнашивается в условиях постоянной эксплуатации при повышенных температурах. Этого удается достичь за счёт большой доли легирующих компонентов, упрочняющих решетку материала и не позволяющие быстро распространяться окислительным процессам. При этом сталь не будет менять форму при воздействии больших температур, а также не станет покрываться ржавчиной.
Жаропрочную нержавейку условно делят на 4 категории:
- мартенситные стали с малым содержанием хрома (до 13%) и углерода (до 1%);
- аустенитные стали с большой долей хрома и никеля (до 25%) и молибдена (до 6%);
- ферритные стали, в которых практически отсутствует карбон (до 0,2%), но содержится до 27% хрома;
- сорта с ферритными и аустенитными свойствами, в которых содержится до 28% соединений хрома и до 8% никеля.
В нашем ассортименте представлены различные марки жаропрочных нержавеющих сталей:
- AISI 309 (20Х20Н14С2) – сплав с большим содержанием никеля и хрома;
- AISI 310 (20Х23Н18) – тугоплавкий материал, который может работать в условиях восстанавливающей или окисляющей среды при температурах около 1000 градусов;
- 10Х23Н18 – аналог вышеназванной стали с меньшей долей хрома;
- AISI 314 (20Х25Н20С2) – аустенитный сплав для использования при максимально жарких условиях.
Цена проката нержавеющей жаропрочной стали
Лист нержавеющий жаропрочный | Наличие, размеры и цены уточняйте в каталоге. |
Труба нержавеющая жаропрочная | Наличие, размеры и цены уточняйте в каталоге. |
Уточнить информацию по актуальному ассортименту предлагаемых нами изделий из нержавейки, Вы можете у наших менеджеров.
Сферы применения
Эксплуатируются различные жаростойкие марки стали по разному, во многом их предназначение определяют легирующие компоненты:
- AISI 309 подходит для производства фрагментов печного и конвейерного оборудования;
- AISI 310 применяется для производства транспортеров печей, ДВС и других камер сжигания, турбин, дверей и моторов;
- AISI 310S подходит для изготовления оборудования, используемого для транспортировки газов при высокой температуре – это могут быть системы отвода выхлопных газов, газопроводы или турбины;
- AISI 314 используется при производстве печей за счёт максимальных тугоплавких свойств.
Купите жаропрочную нержавейку выгодно.
Предлагаем купить прокат нержавеющей жаропрочной стали на выгодных условиях:
- Большой выбор сортамента и типоразмерного ряда.
- Возможность дополнительной обработки металла — резка, гибка, цинкование, перфорация
- Продажа кусками и заготовками
- Реализация изделия, как оптом, так и в розницу.
- Цены без комиссий посредников.
- Различные способы и условия оплаты.
- Гибкая система скидок для оптовых и постоянных партнеров.
- Бесплатные профессиональные консультации.
- Возможность предварительной комплектации заказа на складе.
- Быстрые сроки доставки. Отгрузка оплаченного товара в течение суток по Москве.
- Доставка в регионы России за 2-3 дня. При необходимости мы самостоятельно просчитаем и закажем услуги транспортной компании. Доставка до терминала транспортной компании бесплатная.
- Упаковка товара в соответствии с требованиями заказчика. Есть возможность использования нескольких типов упаковки: полиэстеровой ленты ПЭТ и полиэтиленовой пленки ПВХ.
- Возможность хранения товара на нашем складе до отгрузки.
- Возврат товара в соответствии с законодательством РФ.
Продажа жаропрочной нержавеющей стали со склада в Москве.
Продажа жаропрочной нержавейки, осуществляется со склада в Москве, расположенного по адресу: 111123, г. Москва, ш. Энтузиастов, д. 56, стр. 44
Получить оплаченный товар можно путем самовывоза или с помощью доставки, которую осуществит наша компания. Собственный автопарк, состоящий из автомобилей различной тоннажности, позволит нам недорого и оперативно доставить заказ до Вашего объекта.
При заказе продукции от 100 кг. доставка будет для Вас бесплатной.
Отгрузка и доставка оплаченного товара производится в течение одних суток.
Телефон отдела продаж в Москве: +7 (495) 662-73-93
Телефон отдела продаж в регионах: 8-800-200-73-93
Сравнение жаростойких и коррозионностойких сталей и сплавов
В статье сравниваются коррозионностойкие (нержавеющие) стали и жаростойкие сплавы. Приведена классификация сталей и сплавов, описаны химический состав, свойства, области применения. |
Коррозионностойкие и жаростойкие сплавы и стали используются при производстве ответственных деталей машин, аппаратов, приборов и технологического оборудования практически для всех отраслей промышленности. Главное общее свойство, присущее этим материалам – стойкость к разным видам коррозии в агрессивных средах и стабильность параметров при высоких температурах. Различаются они физико-механическими характеристиками, а также химическим составом, точнее, типом и объемом дополнительных химических элементов (легирующих добавок), введенных в базовую основу – железо или никель, которые и придают конечному материалу определенные качества.
Фланцы из коррозионностойкой стали
Классификация
Жаростойкие и коррозионностойкие стали и сплавы классифицируют по ГОСТ 5632-72 исходя из их ключевых физико-механических свойств.
Коррозионностойкие стали и сплавы отличаются способностью противостоять коррозионным процессам под воздействием широкого спектра естественных и искусственных коррозионных сред: атмосферной (в атмосфере воздуха, в условиях любого влажного газа), подводной, подземной (почвенной), щелочной, кислотной, солевой, под воздействием блуждающего тока и т.д. Окалиностойкие жаростойкие сплавы обладают долговременной стойкостью к химическому и электрохимическому разрушению (окислению) поверхности в агрессивных газообразных средах при температурах свыше 500-550°С, при работе без высоких нагрузок.
Легирование
Формирование специальных свойств коррозионно — и жаростойких сплавов и сталей производится способом легирования. Осуществляется легирование путем введения определенного количества хрома (Cr) и/или никеля (Ni) в расплав базового металла. У некоторых типов сталей и сплавов допускается наличие дополнительных легирующих, а также незначительного количества случайно попавших элементов, но никель и хром в их составе всегда имеет наибольшую массовую долю в соотношении к остальным примесям и добавкам.
Химический состав коррозионностойких сталей и сплавов
Наиболее распространенные коррозионностойкие стали и сплавы делятся на хромистые и хромоникелевые, в которых основным легирующим элементом выступает хром в соотношении не менее 10,5-13% от общей массы сплава, предназначенный для образования на его поверхности защитной оксидной пленки Cr2O3. Для стабилизации аустенитной структуры стали в нее добавляется никель (8-25%), для повышения прочности – углерод (0,1-2%), для увеличения стойкости к перепадам температур – титан (0,6-0,8%). В роли дополнительных легирующих элементов используют молибден, медь, ниобий, кремний, марганец и др. Аустенит – это одна из фаз состояния структуры кристаллической решетки стали и сплавов на основе железа с концентрацией углерода до 2%, обеспечивающая им максимальную стойкость к коррозии при высоких температурах. В большинстве сталей и сплавов кристаллическая решетка приобретает устойчивую (стабильную) аустенитную структуру только при нагреве до 727°С и выше. Формируется аустенитная структура путем введения в сплав определенных легирующих элементов (добавок), которые называют аустенизаторами. К числу аустенизаторов относят никель, кобальт, углерод, азот, медь и пр.
Бак из коррозионностойкой стали
Свойства коррозионностойких сталей и сплавов
Когда сплав обогащается хромом в объеме свыше 13%, то в сочетании с другими легирующими компонентами получается прочная нержавеющая сталь с повышенными коррозионно — и жаростойкими свойствами, а также с высокой устойчивостью к воздействию кислот и т.п. Например, коррозионностойкая сталь марки 08Х18Н10 может эксплуатироваться в средах средней агрессивности при температурах до 600°С. Жаростойкость сталей марки 36Х18Н25С2 и 15Х6СЮ достигает 800°С, марки 12Х17 – 900°С, а нержавеющая сталь марки 15Х25Т способна сохранять устойчивость к коррозии (окалиностойкость) при температуре в 1100°С (кратковременно).
Химический состав жаростойких сплавов
В отличие от коррозионностойких сталей, изготавливаемых на основе железа с легированием хромом и никелем, жаростойкие сплавы производятся на основе никеля. Именно большая массовая доля никеля (не менее 55%), температура плавления которого равна 1455°С, обеспечивает сплавам защиту от коррозии и физическую стабильность при работе в различных средах при очень высоких температурах. Чтобы увеличить и без того высокую жаропрочность сплава, никель легируется хромом (15-23%) и в незначительном объеме (1-5%) обогащается тугоплавкими металлами (кремний, молибден, титан, марганец, вольфрам, тантал, ниобий и др.) с температурой плавления выше 1700°С. Для экономии дорогостоящего никеля в состав некоторых марок сплава вводят железо (до 25%).
Свойства жаростойких сплавов
Одним из наиболее распространенных жаростойких сплавов на основе никеля является нихром, который по своим свойствам превосходит лучшие жаропрочные стали. В данном случае речь идет именно о жаростойкости (жаростойкость характеризует сопротивление металлов и сплавов газовой коррозии при высоких температурах) нихрома, которую не следует путать с жаропрочностью (жаропрочность — способность сталей и сплавов выдерживать механические нагрузки при высоких температурах в течение определенного времени). В отличие от коррозионностойкой нержавеющей стали, нихромы не имеют достаточной механической прочности, чтобы в течение продолжительного времени работать в нагруженном состоянии, из них нельзя штамповать или точить детали, зато они чрезвычайно жаростойки и пластичны, поэтому отлично подходят для производства большого спектра высокоэффективных нагревательных элементов.
К примеру, 60-процентная массовая доля никеля в составе нихрома марки ХН60Ю обеспечивает ему возможность длительной работы в агрессивной окислительной среде (в азоте, аммиаке и др.) при рабочей температуре до 1150°С, а температура плавления этого материала составляет 1390°С. В свою очередь рабочая температура нихрома марки Х20Н80 достигает 1250°С. Здесь следует заострить внимание на том, что никелевые жаростойкие сплавы чаще всего производят в виде полуфабрикатов — проволоки и ленты, поэтому рабочая температура детали из нихрома будет зависеть еще и от диаметра проволоки или сечения ленты.
Стоимость жаро- и коррозионностойких сталей и сплавов
Поскольку коррозионностойкие стали и жаростойкие сплавы в плане их применения имеют мало точек пересечения, т.к. каждый материал обладает своей специфической нишей, сравнивать стоимость материалов было бы не совсем корректно. И, тем не менее, для полноты и объективности данного обзора отметим, что килограмм обыкновенной коррозионностойкой стали аустенитного класса стоит в 20 раз дешевле килограмма жаростойкого сплава. Такое положение дел обусловлено дефицитом и высокой стоимостью никеля. Несмотря на это жаростойкие сплавы пользуются неизменным и стабильным спросом на рынке, оставаясь незаменимыми во многих сферах, тем более, что их ближайшие аналоги, например, кобальтовые сплавы, стоят еще дороже, причем настолько, что их используют только в исключительных случаях.
Области применения
Количество жаростойких изделий, для производства которых применяется коррозионностойкая нержавеющая сталь сложно перечислить в рамках одной статьи. В их числе элементы аппаратов и сосудов для кислот, щелочей и солевых растворов различной концентрации, арматура, теплообменники и трубы, предназначенные для работы в условиях слабоагрессивных сред, детали и корпуса пищевого и химического оборудования, печей, турбин, двигателей машин, самолетов. Разумеется, нержавеющая сталь незаменима при изготовлении посуды и медицинских биксов (стерилизационных емкостей).
Реактор для химической промышленности
Сфера использования сплавов на основе никеля (нихромов) обусловлена не только их уникальной коррозионной и жаростойкостью, устойчивостью к большому спектру химических воздействий (окислению), но и высокой пластичностью. Из нихромовой проволоки изготавливают нагревательные элементы для лабораторных и промышленных печей, реостатов, сушильных аппаратов, электротермического и кухонного оборудования (в том числе бытового), резисторы, нити электронных сигарет и многое другое.
телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95
Лист жаростойкий 20Х23Н18 в промышленности
Нержавеющая сталь широко применяется во многих сферах деятельности человека. Материал отличается высокой прочностью, устойчивостью к воздействию коррозии. При добавлении в состав стали легирующих веществ она может значительно изменять свои химико-физические свойства. Например, жаропрочная нержавейка выдерживает высокие температуры, не деформируясь и не разрушаясь. Из такой марки стали производят разнообразный металлопрокат профильного назначения.
Марки жаропрочной стали и их особенности
Существует два наиболее востребованных типа жаростойкой нержавейки, отличающиеся количеством и типов добавок, свойствами. Марка 10Х23Н18 является высоколегированной. Включает высокое количество хрома, никеля, марганца (не более 2%), кремния (не более 2%). Дополнительно в состав сплава входят медь, титан, фосфор и сера. Применяется для производства металлопроката, переносимого воздействие температуры порядка 1000 градусов.
Еще одна марка жаропрочной нержавеющей стали — 20Х23Н18. Она отличается повышенной механической, химической и биологической устойчивостью. В состав сплава включены хром (22-25%), никель (от 12 до 15%), кремний (не более 1%). Также имеется в сплаве малое количество серы, фосфора, молибдена, углерода. Из стали 20Х23Н18 производят большое количество сложнолегированного металлопроката. Одними из самых покупаемых изделий являются листы и полосы. Ознакомиться с особенностями проката и изучить его преимущества можно на странице компании «Auremo» — http://www.auremo.org/20x23n18-list.html, где дополнительно указаны и особые свойства самого сплава.
Сферы применения жаропрочной стали
Устойчивость к воздействию температур 1000-1100 градусов позволяет применять листы нержавеющей стали для производства разнообразных промышленных станков. Используется металлопрокат при изготовлении специальных печей, применяемых для обработки и литья плавких металлов. Подходит жаропрочная нержавеющая сталь и в таких промышленных сферах:
1. В автомобилестроении.
Для производства небольших деталей, корпусов внутренних блоков механизмов. Используется для изготовления запчастей моторов для спецтехники и спортивных моделей (требующих износостойкости и жаростойкости применяемых деталей).
Наиболее востребованы жаростойкие металлы именно в авиации. Из долговечного металлопроката производят турбины, поршневые моторы. Качественная работа изделий обуславливается высокой устойчивостью к коррозии, сохранением целостности после долгих лет эксплуатации.
3. В пищевой промышленности.
В цехах по переработке и изготовлению продукции применяются специальные установки и конвейеры. Воздействие высоких температур для обработки сырья позволяет повысить качество производства, изготавливать продукцию, полностью соответствующую стандартам. Из жаропрочных листов заготавливают специальные емкости, в которых происходит термическая обработка продуктов.
4. В нефтегазовой промышленности.
Из жаропрочных листов изготавливаются турбинные установки, которые используются для добычи и переработки нефтепродуктов. Устойчивость к воздействию таких сред позволяет изделиям долго сохранять первичное состояние. Часто используется сложнолегированная сталь для изготовления буровых станций, а также емкостей, предназначенных для транспортировки или хранения нефтепродуктов.
5. В химической промышленности.
Устойчивость к воздействию агрессивных сред допускает использование жаростойкой стали для изготовления установок, емкостей, приборов, применяемых в хим. промышленности. Подходят изделия для проведения исследований, изучения особо опасных веществ. Могут применяться жаростойкие лисы и для изготовления конструкций, используемых в радиоактивной среде.
Немаловажно применение жаропрочной и жаростойкой нержавейки в медицине. Из листов и других видов заготовок производятся современные инструменты, изготавливаются детали для медицинского оборудования. Важными такие изделия являются в сфере научных исследований. Дополнительно используются сплавы и в сфере энергетики при производстве отопительных систем, котлов и нагнетающих установок. Незаменимы в промышленном строительстве.
Автор: Администрация
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Марки нержавеющей стали для пищевой промышленности
Как такового, официального понятия «пищевая нержавейка» не существует. Пищевой нержавейкой в обиходе называют некоторые марки нержавеющей стали, которые используются при изготовлении приборов, механизмов и оборудования, предназначенного для контакта с продуктами питания. Эти марки нержавейки и называют «пищевыми», когда речь заходит о выборе марок нержавеющей стали.
Содержание
Требования, предъявляемые к нержавеющим металлам, контактирующими с пищевым сырьем и продуктами питания
Постоянный контакт с пищевым сырьем и готовыми продуктами предъявляет к пищевой нержавейке особые требования:
- качественная пищевая нержавейка имеет хорошую коррозионную стойкость и устойчивость к химически агрессивным средам;
- пищевая нержавеющая сталь износостойкая, устойчива к механическим повреждениям покрытия (появлению трещин, царапин, сколов) в течение всего времени, пока эксплуатируется деталь или оборудование;
- пищевая нержавеющая сталь нетоксична, не содержит вредных для здоровья примесей, особенно если она используется при производстве продуктов питания.
Маркировка нержавеющей стали для пищевой промышленности
Нержавеющий металлопрокат импортируется в Беларусь из России, Китая, стран Евросоюза и других, где производство нержавеющих сплавов регламентируется внутренними системами стандартизации.
Общая информация о нержавеющих сталях и сплавах не является альтернативой действующей нормативно-технической документации (ГОСТам и Техническим Условиям) и изложена для общего ознакомления. В таблице указаны марки стали согласно ГОСТ и их зарубежные аналоги, используемые для производства нержавеющего металлопроката, которые подходят под определение «пищевая нержавейка».
Разработанная еще Советском Союзе система маркировки нержавеющей стали согласно ГОСТу 5632-72 используется для обозначения марок производителями стран, входящих состав СНГ. Формула марки стали состоит из буквенно-цифровых символов, буквы обозначают химический элемент в составе сплава, цифры его количественное содержание.
Стандарты: AISI, ASTM, ASME, AMS применяют производители США. Классификация легированных коррозионностойких марок AISI разработана Американским институтом стали и сплавов. Нержавейка из Европы может классифицироваться как по национальным стандартам производителей (Германия, Австрия, Франция, Италия, Польша), так и по общему стандарту Европейского Союза (European norm — EN 10088). Собственные стандарты маркировки нержавеющей стали имеют производители металлопроката Японии и Китая.
Приведенные в таблице стали AISI и EN соответствуют российским аналогам по свойствам и очень близки по химическому составу сплава.
AISI США | ГОСТ Россия | EN 10088 |
AISI 304 | 08Х18Н10 | 1.4301 |
AISI 316 | 03Х17Н14М2 | 1,4401 |
AISI 316L | 03Х17Н14М3 | 1.4435 |
AISI 316Ti | 10Х17Н13М2Т | 1.4571 |
AISI 321 | 12Х18Н10Т | 1.4541 |
Химический состав AISI 304 и аналогов
- Fe
- C
- Cr
- Si
- Mn
- Ni
- P
- S
- Cu
- Ti
Нержавеющая сталь AISI 304 относится к классу коррозионно-стойких, жаропрочных сталей. Температурный диапазон, в котором возможно использовать сталь AISI 304 без изменения основных свойств от -196 до +600 °С. Закалка нержавеющей стали AISI 304 осуществляется при температуре 1020 – 1100°С. Свариваемость стали: без ограничений.
Химический состав AISI 321 и аналогов
- Fe
- C
- Cr
- Si
- Mn
- Ni
- P
- S
- Cu
Нержавеющая сталь AISI 321 отличается хорошей свариваемостью при более высокой температуре, чем не содержащие титана марки стали. Сварочные швы требуют минимальной постобработки.
Химический состав AISI 316 и аналогов
- Fe
- C
- Cr
- Si
- Mn
- Ni
- P
- S
- Mo
Наличие молибдена в составе нержавеющей стали Aisi 316 значительно повышает ее антикоррозийные свойства, благодаря чему эксплуатация возможна даже в очень агрессивных средах. Нержавеющая сталь AISI 316, 316L отличается от стали 304 AISI повышенной прочностью, сопротивляемостью к ползучести, превосходными механическими свойствами.
Химический состав AISI 316Ti и аналогов
- Fe
- C
- Cr
- Si
- Mn
- Ni
- P
- S
- Mo
- Ti
Физические свойства нержавеющей стали AISI 316Ti мало отличаются от свойств нержавейки AISI 316, AISI 316Ti имеет большую прочность из-за присутствующего в её составе титана.
Пищевая и непищевая нержавейка, разница в составе сплавов
Для понимания чем отличается пищевая нержавейка от обычной непищевой необходимо выяснить, какие элементы влияют на коррозионостойкость нержавеющих металлов.
Самые дешевые технические ферритные или хромистые сплавы – магнитные и сходны по свойствам с низкоуглеродистой сталью, но обладают более высокой коррозионной стойкостью. Наиболее распространённые марки ферритной нержавейки имеют низкое содержание углерода, в среднем содержат 11-17% хрома. Эти марки устойчивым к коррозии при не продолжительном контакте со слабоагрессивными средами.
Хромистые российские марки стали и их зарубежные аналоги 08Х13 (AISI 409), 12х13 (AISI 410), 12Х17 (AISI 430) применяется в химической и тяжёлой промышленностях, а также при изготовлении отопительного оборудования. Данные стали характеризуются сочетанием высокой прочности и пластичности, отлично поддаются механической обработке — пластической деформации, штамповке.
Мартенситные марки нержавейки и их аналог по американской классификации – 20Х13, 30Х13, 40Х13 (AISI 420) плохо свариваются. Чаще всего из них изготавливают рессоры, измерительные и режущие инструменты.
Самыми распространенными на рынке металлопроката являются нержавеющие хромоникелевые стали. В зависимости от химического состава легирующих элементов они могут быть с аустенитной, аустенитно-ферритной и аустенитно-мартенситной структурой. Свойства этих нержавеющих металлов зависят от процентного содержания железа (Fe), хрома (Cr), никеля (Ni), молибдена (Mo) и титана (Ti) и других присадочных элементов. Несмотря на некоторые качественные различия все ниже перечисленные марки стали используются на пищевых и перерабатывающих предприятиях.